LTW-206DCG-TMS ホワイト PLCC LED データシート - 3.0x2.8x1.9mm - 3.1V - 120mW - 英語技術文書

製品概要

LTW (LiteOn White PLCC LED) シリーズは、エネルギー効率に優れた超小型光源です。発光ダイオードに固有の長寿命と高信頼性を、従来の照明技術と競合する輝度レベルと融合させています。この製品は、高い設計自由度と優れた光束出力を提供し、様々なアプリケーションにおいて固体照明が従来光源に取って代わる新たな可能性を拓きます。

1.1 主な特徴

• 高出力LED光源。
• 瞬時光出力（応答時間100ナノ秒未満）。
• 低電圧DC駆動。
• 低熱抵抗パッケージ。
• RoHS (Restriction of Hazardous Substances) 指令に準拠。
• 鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、以下を含むがこれらに限定されない、幅広い照明用途に適しています：

• 自動車、バス、航空機の室内用読書灯。
• 懐中電灯や自転車ライトなどの携帯用照明。
• ダウンライトと誘導灯。
• 装飾照明と娯楽照明。
• ボラード照明、セキュリティ照明、ガーデン照明。
• コーブ照明、棚下照明、タスク照明。
• 交通信号、ビーコン、鉄道踏切/路側灯。
• 屋内・屋外用商業および住宅建築照明。
• エッジライト式サイン（例：非常口サイン、POSディスプレイ）。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 Absolute Maximum Ratings

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界を定義します。これらの限界値またはそれを超える状態での動作は推奨されません。

• Power Dissipation: 120 mW。これは、規定条件下でパッケージが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順方向電流: 100 mA (1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅時)。短いパルスでは、LEDは連続定格よりも高い電流に耐えることができます。
• DC順方向電流: 30 mA。信頼性の高い長期動作のための推奨最大連続順方向電流。
• 逆電圧: 5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、即座に故障を引き起こす可能性があります。
• 動作温度範囲： -30°C から +85°C。デバイスが正常に機能する周囲温度範囲。
• 保存温度範囲： -40°C から +100°C。
• リフローはんだ付け条件： 260°Cのピーク温度を10秒間耐え、標準的な鉛フリーリフロープロファイル（例：J-STD-020D準拠）に対応。

重要なお知らせ： アプリケーション回路においてLEDを逆バイアス条件下で動作させると、部品の損傷や故障を引き起こす可能性があります。逆電圧を防止する適切な回路設計が不可欠です。

2.2 電気光学特性

特に断りのない限り、Ta=25°C、IF=20mAで測定。これらは代表的な性能パラメータです。

• 光束 (Φv): 代表値は9.00 lm、最小値は6.75 lm。これは可視光の総出力を定量化したものです。
• 光度 代表値は3100 mcd（ミリカンデラ）、最小値は2200 mcd。これは単位立体角あたりの光束を測定するもので、指向性のある輝度に関連する指標です。
• 視野角 (2θ_1/2): 120度。これは、光度がピーク強度（0°時）の半分となる全角度です。
• 色度座標 (CIE 1931): 代表的な値はx=0.282、y=0.265です。これは色度図上の白色点を定義します。これらの座標には±0.01の許容差を適用する必要があります。
• 順方向電圧 (V_F): 代表値は3.1 V、20 mA時における最大値は3.1 V、最小値は2.7 Vです。

測定上の注意: 光束は、CIEの明所視応答曲線に近似したセンサー/フィルターの組み合わせを用いて測定されます。色度座標と光束の試験基準はCAS140Bです。取り扱い時には、損傷を防ぐため適切なESD（静電気放電）対策が必須です。

3. ビニングシステムの説明

LEDは主要パラメータの一貫性を確保するため、ビンに分類されます。これにより設計者は、電圧、光束、色に関する特定の要件に合致する部品を選択できます。

3.1 順方向電圧 (V_F) ビニング

LEDはIF = 20 mA時の順方向電圧に基づいて選別される。このビニングにより、ドライバ要件の予測が可能となる。

• V0: 2.7V - 2.8V
• V1: 2.8V - 2.9V
• V2: 2.9V - 3.0V
• V3: 3.0V - 3.1V

各Vの許容差_F binは±0.05 Vです。

3.2 Luminous Flux & Intensity Binning

LEDはIF = 20 mAにおける光束（lm）および相関光度（mcd）の両方でビニングされています。強度値は参考として提供されます。

• ビンの範囲は 64 (6.75-7.00 lm / 2200-2300 mcd) から 84 (8.75-9.00 lm / 3000-3100 mcd) へ。

各光束・光度ビンの許容差は±10%です。

3.3 色度（クロマティシティ）ビニング

白色光の色は、CIE 1931図上の色度座標ビニングによって厳密に管理されています。複数のランク（例：Z1、Z2、A1、A2、B1、B2、C1、C2など、サブバリアントを含む）がx、y座標平面上の特定の四角形を定義します。これにより、ロット内での色の一貫性が確保されます。各色相（x、y）ビンの許容差は±0.01です。

4. 性能曲線分析

データシートは典型的な特性曲線（おそらく6/13ページに記載）を参照している。具体的なグラフは本文中には再現されていないが、標準的なLEDの性能傾向を推測することができる：

• I-V (Current-Voltage) Curve: 順方向電流と順方向電圧の指数関数的関係を示し、ドライバ設計に極めて重要です。
• 光束 vs. 順方向電流: 効率低下が生じる前の動作範囲内では、光出力が電流と共にほぼ線形に増加する様子を示します。
• 光束対周囲温度: 接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示し、熱管理の重要性を強調する。
• 相対強度対視野角: 空間放射パターンをプロットし、120度の視野角を確認する。
• 分光パワー分布： 白色LED（おそらく蛍光体変換型）の場合、青色領域（ダイから）に幅広い発光ピークと、より広い黄色の蛍光体発光を示し、これらが組み合わさって白色光を生成する。

5. Mechanical & Package Information

5.1 外形寸法

LTW-206DCG-TMSはPLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) パッケージです。主な寸法（特に記載のない限り、単位はmm、公差は±0.1 mm）は以下の通りです：

• 全体パッケージ長：3.0 mm
• 全体パッケージ幅：2.8 mm
• 全体パッケージ高さ：1.9 mm
• リード間隔およびサイズは詳細図面に準拠。

5.2 推奨PCB実装パッド

赤外線または気相リフローはんだ付け用のランドパターン設計が提供されます。これにより、適切なはんだ接合の形成、熱伝達、および機械的安定性が確保されます。設計には通常、はんだ付け時および動作中の熱管理のためのサーマルリリーフパターンが含まれます。

5.3 極性識別

本パッケージには、カソード（-）リードを識別するための極性インジケータ（通常はレンズまたはボディ上のノッチまたは面取りされたコーナー）が含まれます。回路動作には正しい向きが不可欠です。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

この部品は、ピーク温度260°Cで10秒間の無鉛リフローはんだ付けに対応しています。J-STD-020Dに準拠した標準リフロープロファイルに従うことが推奨されます。熱衝撃を最小限に抑えるため、予熱段階が重要です。

6.2 洗浄

未指定の化学洗浄剤はプラスチックパッケージを損傷する可能性があるため使用しないでください。はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、常温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールに1分未満浸漬することが可能です。

6.3 Storage & Handling

• 湿気感受性： 本製品は、JEDEC J-STD-020に基づき湿気感受性レベル（MSL）3に分類されます。リフロー工程におけるポップコーンクラックを防止するため、注意が必要です。
• シールドパッケージ： 乾燥剤入りの元の防湿バッグで保管する場合、温度は30°C以下、相対湿度は90%以下で保管してください。バッグの封入日から保存期間は1年です。
• バッグ開封後： 開封後、部品は規定のフロアライフ（MSL3では明示されていないが、暗黙的に示唆）内に使用するか、ガイドラインに従って再ベーキングを行う必要があります。保管条件は30°C以下かつ低湿度とします。
• ESD保護： LEDは静電気放電に敏感です。取り扱いには静電気対策（リストストラップ、接地された作業台、導電性フォーム）が必須です。

7. Packaging & Ordering Information

7.1 テープ・アンド・リール包装

LEDは、自動実装用にエンボス加工されたキャリアテープとリールに供給されます。

• テープ寸法： ポケットピッチ、幅、スプロケットホール位置の詳細寸法が提供されています。
• リール寸法： 標準7インチリールの仕様を記載します。
• 梱包数量： 7インチリールあたり最大2000個。残数ロットの最小梱包数量は500個です。
• 品質: テープ内の連続欠品部品の最大数は2つです。包装はEIA-481-1-B仕様に準拠しています。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 熱管理

本パッケージは熱抵抗が低いものの、120 mWの消費電力は適切に管理する必要があります。低い接合温度（Tj）を維持するためには、十分な銅面積（推奨パッドをヒートシンクとして使用）を備えた適切に設計されたPCBが必要です。Tjが高くなると、光束出力の低下（ルーメン減衰）、色ずれ、寿命短縮を引き起こします。

8.2 電流駆動

安定した予測可能な光出力を得るには、定電圧源ではなく定電流ドライバを使用してください。ドライバはAbsolute Maximum Ratings（最大30 mA DC）内で動作するように設計する必要があります。信頼性向上のため、周囲温度が高いアプリケーションでは電流のデレーティングを考慮してください。

8.3 光学設計

120度の視野角は広範囲の照明に適しています。より集光されたビームが必要な場合は、二次光学系（レンズ、リフレクター）が必要となります。光源サイズが小さいため、様々な光学システムとの互換性があります。

9. Technical Comparison & Differentiation

データシートには他製品との直接的な比較は記載されていませんが、このPLCC LEDの主な差別化要因は以下のように推測できます：

• 高輝度： 典型的な値で3100 mcdを実現し、そのパッケージサイズに対して高い指向性輝度を提供します。
• 広視野角： 120度の角度は、狭角LEDと比較して広く均一な照明を提供します。
• リフロー互換性： 鉛フリーリフローはんだ付け互換性により、コスト効率の高い大量のSMT（Surface Mount Technology）実装が可能です。
• 包括的なビニング 電圧、光束、色度に対する厳格なビニングにより、最終製品において精密かつ一貫した性能を実現します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 光束（lm）と光度（mcd）の違いは何ですか？

光束は、全方向に放射される可視光の総量（球体全体で積分）を測定します。光度は、特定の方向における光の見かけの明るさを測定します。このLEDは、そのパッケージ設計により、総光束（lm）は中程度であるにもかかわらず、高い光度（mcd）を持ちます。120度のビーム角は、この光度を広い領域に広げます。

10.2 このLEDを30 mAで連続駆動できますか？

はい、30 mAは推奨される最大直流順方向電流です。ただし、最適な寿命と実際の熱条件を考慮すると、より低い電流（例えば、テストで使用される20 mA）での駆動がしばしば推奨されます。適切な放熱により、接合温度が安全限界内に保たれることを常に確認してください。

10.3 色度座標のビンはどのように解釈すればよいですか？

ビン（Z1、A1、B1など）は、CIE 1931色度図上の小さな領域を定義します。同一のビンからLEDを選定することで、アプリケーションにおける色のばらつきを最小限に抑えることができます。提供されている表は、各ビンのx、y座標の境界を示しています。通常、発注時には希望するビンコードを指定します。

10.4 このLEDを駆動するには電流制限抵抗で十分ですか？

安定したDC電源を用いた単純でクリティカルでないアプリケーションでは、直列抵抗を用いて電流を設定することができます。しかし、V_F 電圧変動（2.7Vから3.1Vのビニング）により、電流、ひいてはLED間の輝度にばらつきが生じます。特に複数のLEDを使用する場合や、バッテリーなどの可変電圧源から駆動する場合、一貫した性能を得るためには、専用の定電流LEDドライバ回路の使用を強く推奨します。

11. 実用的なユースケース例

11.1 ポータブルタスクライト

シナリオ: コンパクトでバッテリー駆動の作業灯の設計。

実装: 小型PCB上に4つのLTW-206DCG-TMS LEDが配置されている。これらは単一の3.7Vリチウムイオン電池から、ブーストコンバータ/定電流ドライバにより、2直列2並列構成で駆動される。電池寿命を延ばしつつ十分な光を提供するため、LEDあたりの駆動電流は約18mAに設定されている。120度の広いビーム角は作業台上で良好な照射範囲を確保する。低いV_F bin (V0)は、電池からの効率を最大化するために選択される。

11.2 エッジライト式サイン用バックライトユニット

シナリオ: 薄型の非常口サイン用に均一なバックライトを作成する。

実装: 複数のLEDはアクリル製導光板の1つまたは複数のエッジに沿って配置されています。LEDの高い発光強度により、導光板への効率的な結合が可能です。サイン面全体で均一な色と輝度を確保するため、同じ厳密なカラービン（例：A2）とフラックスビン（例：82）のLEDが使用されています。SMTパッケージにより、非常に薄型のアセンブリが実現されています。

12. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれ、デバイス内で電子が正孔と再結合する際に光子の形でエネルギーを放出することで発生します。光の色は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。LTW-206DCG-TMSは白色LEDであり、通常、黄色の蛍光体でコーティングされた青色発光半導体チップを使用して作られます。青色光の一部は蛍光体によって黄色に変換され、青色光と黄色光の混合光は人間の目には白色として知覚されます。

13. 技術トレンド

固体照明産業は、いくつかの明確なトレンドとともに進化を続けています：

• 効率の向上： 継続的な開発により、ワット当たりのルーメン数（lm/W）を増加させ、同じ光束出力に対するエネルギー消費を削減することを目指しています。
• 色品質の改善： 蛍光体技術とマルチチップ設計の進歩により、より高い演色評価数（CRI）値と一貫性のある色度点が実現されています。
• 小型化： パッケージは縮小を続けながら、光束を維持または向上させており、より小型で目立たない照明ソリューションを実現しています。
• スマート統合： LEDは、制御回路、センサー、通信インターフェースと組み合わされることが増えており、インテリジェントで接続性のある照明システムを実現している。
• Reliability & Lifetime: 焦点は、長期的な信頼性と光束維持率の向上に留まり、従来の照明を超える動作寿命のさらなる延伸を追求している。

LTW-206DCG-TMSは、高輝度のリフローはんだ付け可能なPLCC部品として、小型化のトレンドおよび自動化された大量生産プロセスとの互換性の流れに沿っている。